Фамилия Кочарлинская — женская форма от мужской Кочарлинский, и её разбор стоит начать с характерного суффикса -ский. В русской ономастике этот суффикс указывает на происхождение от географического названия: такую фамилию обычно получали дворяне по названию своего поместья или выходцы из определённой местности. Основа здесь — топоним Кочарлы (или Кочарла). Скорее всего, это название села или урочища на территории нынешнего Азербайджана или Закавказья: в Азербайджане есть село Кочарлы, а также река Кочарлычай. Фамилия, таким образом, означает «уроженка или владелица из Кочарлов».

Мужская форма Кочарлинский образована по той же модели, что и множество польских, украинских и русских дворянских фамилий (Чарторыйский, Вяземский). Однако в данном случае корень кочар- не славянский. В тюркских языках (азербайджанском, турецком) слово «кочар» (köçər) означает «кочующий», «переселенец» или «отгонный пастух». Так могли назвать сезонное пастбище или род, ведущий полукочевой образ жизни. Поэтому фамилия Кочарлинская — редкий пример, где славянский суффикс -ский приращивается к тюркской основе, что говорит о смешанном этническом происхождении носителей (возможно, обрусевшие азербайджанские или татарские дворяне).

В Российской империи фамилии на -ский с тюркскими корнями нередко встречались у служилых татар и кавказских мусульман, перешедших на русскую службу и получавших поместья. Если предки Кочарлинских были дворянами, то фамилия могла закрепиться за родом, владевшим землями в Кочарлах. Если же речь о крестьянах или мещанах — её могли дать при переписи по месту выхода: «Иван из Кочарлов» превращался в «Иван Кочарлинский».

Сравнение с однокоренными фамилиями (Кочаров, Кочарян, Кочар) показывает, что Кочарлинская стоит особняком: она не просто указывает на род занятий или прозвище, а привязывает человека к конкретной точке на карте. Встречается она редко, преимущественно в записях XIX–XX веков, что подтверждает её локальный, а не массовый характер.